[發(fā)明專利]一種六自由度可控寄生機(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910236976.1
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109794714B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋為;龔俊杰;蔡敢為;胡明;胡旭;楊麗華;彭思旭;黃一洋
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B23K37/02
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45104
• 代理人: 黃永校

一種六自由度可控寄生機(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人，由宿主機(jī)構(gòu)和寄生機(jī)構(gòu)組成，宿主機(jī)構(gòu)包括底座支架、動力機(jī)構(gòu)、大臂、中臂和小臂，寄生機(jī)構(gòu)由六條相互獨(dú)立的支鏈構(gòu)成，宿主機(jī)構(gòu)提供給整個結(jié)構(gòu)的支撐和承載載荷，寄生機(jī)構(gòu)的六條寄生支鏈對宿主機(jī)構(gòu)的六個自由度進(jìn)行控制，兩種機(jī)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，共同完成焊接工作。本發(fā)明借鑒自然界宿主與寄生的關(guān)系，將宿主機(jī)構(gòu)和寄生機(jī)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，解決現(xiàn)有焊接機(jī)器人空載和負(fù)載過程中載荷過大的問題，以節(jié)約能耗，降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，具體為一種六自由度可控寄生機(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人。

背景技術(shù)

焊接機(jī)器人是一種通過已設(shè)定好的程序按固定軌跡自動運(yùn)行，并進(jìn)行特定軌跡進(jìn)行焊接工作的自動化機(jī)器人。焊接機(jī)器人由于其工作效率高，焊接質(zhì)量好，節(jié)約勞動成本等優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造、船舶、軍工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，極大的提高了工業(yè)制造的生產(chǎn)效率，在重復(fù)且危險的工作環(huán)境中，解放勞動力。現(xiàn)代焊接技術(shù)要求越來越高，有的焊接工藝甚至需要無塵的工作環(huán)境以保證焊接質(zhì)量，人工難以替代，但現(xiàn)在市面上廣泛應(yīng)用的機(jī)器人多為六自由度鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)器人，其動力均設(shè)置在關(guān)節(jié)連接的轉(zhuǎn)動副處，電機(jī)不合理的設(shè)置在機(jī)器人的運(yùn)行過程中，會給機(jī)器人造成附加的彎矩和扭矩，減小機(jī)器人的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

寄生關(guān)系，即兩種生物在一起生活，一方受益，另一方受害，后者給前者提供營養(yǎng)物質(zhì)和居住場所，并使后者在生理上受到一定的損害，這種生物的關(guān)系稱為寄生。本發(fā)明借鑒自然界的寄生關(guān)系，將機(jī)構(gòu)分為宿主機(jī)構(gòu)和寄生機(jī)構(gòu)，宿主機(jī)構(gòu)給寄生機(jī)構(gòu)提供支撐點(diǎn)和機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)分布，寄生機(jī)構(gòu)對宿主機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動和控制，兩種機(jī)構(gòu)有機(jī)組合，兩者沒有受益與受害之分，共同完成某一種或某一類功能。本發(fā)明的目的是提供一種六自由度可控寄生機(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人，由一個宿主機(jī)構(gòu)和六條寄生支鏈機(jī)構(gòu)組成，宿主機(jī)構(gòu)提供支撐點(diǎn)，利用六條支鏈分別對宿主機(jī)構(gòu)的六個自由度進(jìn)行控制，解決現(xiàn)代焊接機(jī)器人多為單鏈串聯(lián)機(jī)器人，動力分布不合理等問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：一種六自由度可控寄生機(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人，由宿主機(jī)構(gòu)和寄生機(jī)構(gòu)組成，宿主機(jī)構(gòu)包括底座支架、大臂、中臂、小臂和動力機(jī)構(gòu)，寄生機(jī)構(gòu)由六條相互獨(dú)立的支鏈構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為：

所述的宿主機(jī)構(gòu)連接方式為：底座支架上部與軸承支撐板固定相連，底座支架下部左邊與左腳板固定連接，底座支架下部右邊與右腳板固定連接；回轉(zhuǎn)軸承固定在軸承支撐板上，回轉(zhuǎn)軸承上部與底板固定連接；左支撐板和右支撐板由角碼固定在底板上，左支撐板和右支撐板對稱布置，通過軸承共同支撐大臂轉(zhuǎn)動軸；大電機(jī)支撐板、大小電機(jī)支撐板、小電機(jī)支撐板均由六顆螺栓固定在大臂轉(zhuǎn)動軸上；

所述大臂由前后布置的大臂前支撐板和大臂后支撐板通過角碼固定在大臂轉(zhuǎn)動軸上，大臂左右各設(shè)置一個角碼加固大臂和大臂轉(zhuǎn)動軸的連接；大臂上端設(shè)置的中臂左耳和中臂右耳由六顆螺栓貫穿固定連接，中臂左耳和中臂右耳上各安裝一個軸承，軸承中間設(shè)置一根軸，作為中臂的主支撐；

所述中臂兩端設(shè)置軸承支撐長軸，軸承支撐長軸設(shè)置在中臂的內(nèi)部，軸承支撐長軸與中臂后端的四軸回轉(zhuǎn)連桿平齊，中臂前端與中臂前端軸承支撐塊通過四個角碼固定連接，中臂前端軸承支撐塊內(nèi)部設(shè)置軸承，長軸貫穿軸承得以支撐，中臂后端與中臂后端軸承支撐塊通過四個角碼固定連接，中臂后端軸承支撐塊內(nèi)部設(shè)置軸承，用于支撐長軸另一端；軸承支撐長軸前端與長軸固定塊固定連接，長軸固定塊后端設(shè)置長軸支撐塊，長軸支撐塊和長軸固定塊中間由墊塊隔開一定距離，形成穩(wěn)定的兩點(diǎn)支撐，長軸固定塊和長軸支撐塊的左邊與小臂左耳固定連接，長軸固定塊和長軸支撐塊的右邊與小臂右耳固定連接；

所述小臂左耳和小臂右耳前端安裝軸承，軸穿過小臂并與軸承內(nèi)圈固定連接，形成轉(zhuǎn)動副；小臂上部設(shè)置小臂上端軸承支撐塊，內(nèi)部設(shè)置軸承，用于支撐焊槍軸上端，小臂下部設(shè)置小臂下端軸承支撐塊，其內(nèi)部設(shè)置軸承，支撐焊槍軸下端；小臂延伸軸固定在小臂的上端；